中考复习——压强与浮力
一、单选题
1.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.邀游的“天宫一号”
B.航行的“辽宁号”
C.天空中的飞机
D.上升的热气球
2.小科一次乘飞机旅行。飞机起飞时,天下着蒙蒙细雨,一段时间后,突然发现窗外阳光明媚,白云尽在脚下。小科对此过程中出现的现象作出了如下分析,其中不正确的是( )
A.“窗外阳光明媚,白云尽在脚下”,说明飞机进入了大气层的中间层
B.“下着蒙蒙细雨”描述的是当时的天气
C.飞机起飞时,是利用流体压强和流速的关系来获得升力
D.飞机上升过程中,小明感到耳朵有点疼,说明随着高度的升高,气压减小
3.龙卷风的实质是高速旋转的气流,能把地面上的物体“吸”起卷入空中。龙卷风能“吸”起 物体的主要原因是( )
A.龙卷风使物体受到的重力变小
B.高速旋转的气流流速大,压强小
C.龙卷风使物体受到的浮力变大
D.龙卷风使物体的密度变小
4.如图所示的装置可能是用来研究( )
A.液体内部的压强跟液体密度的关系
B.液体内部的压强跟深度的关系
C.在同一深度,液体向各个方面的压强大小是否相等
D.液体内部向各个方向是否都有压强
5.如图示的装置做“喷泉实验”,这个实验可以说明:
①容器A里的气压大于大气压
②容器A里的气压小于大气压
③喷泉停止时,容器A中的气压等于大气压
④喷泉最后如能将水灌满A球,说明喷泉前A球内为真空
上述四点说明中,正确的是( )
A.只有② B.②③ C.②④ D.②③④
6.一个铅球和两个铁球,它们体积相同,使其分别浸入水和煤油中,如图所示,若三者受到的浮力分别为 F1 F2、F3,则以下正确的是( )(ρ煤油=0.8×103kg/m3)
A.F1=F2=F3 B.F1=F2>F3 C.F1>F2=F3 D.F1>F2>F3
7.密度计是测量液体密度的仪器。如右图所示,把两支完全相同的自制密度计分别放在甲、乙两种液体中,它们所受到的浮力大小以及这两种液体的密度关系( )
A.F甲
C.F甲
A.在移到的位置继续悬浮 B.上浮到原来位置,再悬浮
C.下沉,直至重物触到容器底上 D.无法判断:
9.水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的柱状容器。在甲容器内倒入部分液体A,在乙容器内倒入部分液体A和水(液体和水不相溶,且pA>P水)。然后分别在两容器内放入质量相等的冰块,此时甲容器内液面和乙容器内水面恰好相平,如图所示。若冰块全部熔化后,甲、乙两容器内水面距离容器底部分别为h1和h2,水和液体A之间的界面距离容器底部分别为h′1和h′2.则( )
A.h1>h2,h′1>h′2 B.h1h′2
C.p甲>p乙 D.以上都有可能
C.h1>h2,h′1
A.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B.若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差将变低
C.若把此装置从山脚带到山顶,则管内外水银面的高度差将略微增大
D.若换用水做实验,则大气压能支持水柱的高度比水银高
11.易拉罐“可乐”是许多中学生喜欢的饮料,与“可乐”相关的下列说法中错误的是( )
A.用吸管能吸取“可乐”是利用了大气压强
B.罐上标有“355mL”字样,则所装“可乐”质量约为355g
C.用铝合金制作易拉罐,是利用了该材料具有良好的导电性
D.罐上标有回收标志,是提醒人们保护环境、节约资源
12.如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和150cm2.容器甲中盛有10cm高的水,容器乙中盛有15cm高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精.(ρ酒精=0.8×103kg/m3)下列说法正确的是( )
A.甲容器内水的质量为3kg
B.乙容器内酒精对容器底部的压强为 1.5×103 帕
C.当质量 m 的范围为 1.2kg<m<2kg 时,才能满足 p 水>p 酒精
D.当质量 m 的范围为 1.2kg<m<1.8kg 时,才能满足 p 水>p 酒精
13.家用水龙头在水流较小且稳定流动时,水流的形状应该是图中的( )
A. B.
C. D.
14.在海滩案发现场留下了犯罪嫌疑人清晰的双脚站立脚印,公安人员立即用蜡浇注了的鞋模,经测量蜡鞋模的平均厚度为3cm,每只鞋模的质量为675g;又经测试达到脚印同样深度的压强为1.5×104Pa,(=0.9×103kg/m3),则下列说法错误的是( )
A.一只脚的面积是2.5×10-2m2
B.犯罪嫌疑人的重力是750N
C.犯罪嫌疑人双脚站立时两只脚对地面的压强1.5×104Pa
D.犯罪嫌疑人双脚站立时,其中一只脚对地面的压强0.75×104Pa
15.如图所示,将密度为0.6g/cm3、高度为10cm、底面积为20cm2的圆柱体放入底面积为50cm2的容器中,并向容器内不断加水,下列说法正确的是( )
A.当水加到2cm时,水对圆柱体下底面的支持力为I.2N
B.当水加到6cm时,圆柱体对容器底部的压力为0N
C.当水加到8cm时,圆柱体受到的浮力为1.6N
D.当加入300mL水时,刚好能将圆柱体浸没
二、填空题
16.在工厂里常用圆形低压吸盘搬运玻璃。图中E为一圆形吸盘,其直径为0.2米,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1米,重125.6牛,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,则吸盘内的气压至少应比外界大气压小 帕。
17.第32届夏季奥林匹克运动会举重男子73公斤级比赛中,采目宁波的选手石智勇获得冠军。当石智勇举起杠铃静止时,相关数据如表所示,他对地面的压力大小为 N,若他在3s内,将杠铃举高,对杠铃做功为 J。
选手体重/kg 73
抓举杠铃总重/kg 166
杠铃片半径/m 0.45
杠铃杆距离地面/m 2
18.一木块漂浮于50℃时的硝酸钾饱和溶液中(烧杯中有未溶解的硝酸钾晶体,如图),温度改变时(不考虑由此引起的木块和溶液体积的变化),木块排开液体的体积(V排)随时间(t)发生了如图乙所示的变化。由此推测出温度的改变方式是 (填“升温”或“降温”),同时观察到烧杯底部硝酸 钾晶体 (填“增多”或“减少”)。
19.人们都有这样的体会:撑着太阳伞走在大路上(如图所示),一阵强风水平吹过来,伞面会向上翻,这是因为伞的上表面受到的气体压强比下表面受到的气体压强 ,导致伞面受到向上的压力 (选填“大于”或“小于”)向下的压力.
20.如图所示,将木块A和金属块B按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中,则木块受到的浮力F甲 F乙;容器底部受到水的压强p甲 p乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
21.如图所示,一个重为10N的铁块用轻质细线系着浸没在水中,静止时铁块排开水的重力为6N,则铁块受到的浮力是 N,细线对铁块的拉力是 N。
22.放在水平桌面上的量筒中盛有120厘米3的水,当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒里的水中后,量筒的水面上升到170厘米3处,弹簧测力计的示数为3.4牛。则金属块的体积为 厘米3,所受浮力为 。金属块受到的重力为 ,密度为 千克米3。(g取10牛/千克)
23.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体甲,容器侧面的底部有一个由阀门K控制的出水口。此时物体甲刚好完全浸没在水中,接着打开阀门K,缓慢放水,直至物体甲恰好离开水面,再关闭阀门K。这个过程中,弹簧的弹力F与物体露出水面的体积V的关系如图乙所示,已知物体甲的密度为0.6×103kg/m3,体积为V0,不计弹簧所受浮力。则:
(1)B点时弹簧的弹力大小为 牛;
(2)点A与点C的纵坐标a、c的绝对值之比为 。
24.如图所示,质量相同的甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面上。请回答
(1)若分别沿水平方向截去厚度相等的部分后,则剩余部分对水平地面的压强p甲和p乙的关系为( )(选填字母代号,下同)
A.p甲
(2)若分别沿竖直方向截去厚度相等的部分后,则剩余部分对水平地面的压强p甲和p乙的关系为( )
A.p甲C.p甲>p乙 D.以上都有可能
25.双胞胎姐妹美仑和美奂常患感冒去医院吊瓶输液,遇到下列麻烦:“常要叫护士换药液瓶;不知何时瓶内药液输完”。爱动脑筋的姐妹俩,分别设计“输液警报器”和“串联接瓶”两套装置。
(1)美奂设计的“串联接瓶”如图2。请分析回答:
①图1在输液过程中A点的压强变化为: (填“增大”、“减小”或“不变”)
②图2中哪个药瓶中的药液先输完? (填“甲” “乙”或“同时输完”)
(2)美仑设计了一种“输液警报器”(其示意图如图3),开始输液时与弹簧测力计的弹簧连接的金属触片B所处位置对应刻度值为10N,当体积为500mL,密度为1.04×103kg/m3的药液输完时,电路被接通,电铃发出警报声,求此时金属触片B所处位置对应刻度值为 N。
三、解答题
26.如图是一种投入使用的新型安全校车,中考期间,某中学的学生乘坐这种新型安全校车到18km外的考点参加考试,校车行驶了30min后安全到达考点,
(1)求校车在送考过程中的平均速度.
(2)若校车和学生的总质量为9000kg,车轮与地面接触的总面积为0.2m2.求校车对水平路面的压强(g取10N/kg)
(3)若校车以12m/s的速度在一段平直路面上匀速行驶,校车受到的牵引力为5000N.求校车发动机牵引力的功率.
27.甲图所示是一种全景飘浮房屋,其底部是一个浮动平台,使房屋可以轻松地在水中四处移动;房屋内还安装了先进的污水净化装置和温度调节设备。
(1)若一艘大船快速地从漂浮房一侧驶过时,漂浮房屋会 (选填“靠近”或”远离”)大船。
(2)漂浮房周圈的水经过净化、消毒等一系列处理后能供人饮用,乙图所示是一种活性炭净水器示意图,为使净化效果更好,进水口应在图中的 处(填字母),经过这样净化后得到的水属于 (填“纯净物”或”混合物“)。
(3)在漂浮房屋的屋顶种植一些草类、花卉等植物,并配制相应的传感器与灌溉技术既美观又可降室温,能降温的原因是 。
28.某种型号的压力锅,其限压阀由内阀和外套组成,测得限压阀的整体质量为0.07kg,压力锅排气孔的横截面积为7mm2,按要求回答下列问题:
(1)烹饪牛肉等难熟食品,宜采用 的方式(选填“甲”或“乙”)。为什么? 。
(2)当压力锅烧煮食物限压排气时,锅内最高温度大约能达到多少?(当时大气压为100KPa)
29. 2018年10月20日,我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600在湖北荆门漳河成功实现水上首飞起降。主要用于大型灭火和水上救援,被誉为国之重器。AG600空载时质量为41.5吨,最多可储水12吨。
(1)当AG600蓄满水后静止在水面上,求所受的浮力;
(2)当飞机蓄水0.8吨,在水面上以36
千米/时的速度匀速滑行2分钟,滑行过程。中所受阻力为总重的O.6倍,求此时发动机牵引力的实际功率。
30.高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100 ℃以上。它省时高效,深受消费者欢迎。
(1)说出高压锅运用了哪些科学知识点 (回答一点即可)
(2)小许在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞,致使高压锅爆炸的报道后,给厂家提出了一个增加易熔片(熔点较低的合金材料)的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔(如图甲)。试说明小许建议的科学道理: .
(3)小明测得家中高压锅锅体横截面积0.181 m',出气孔的横截面积为1.256×10-3m2,
压在出气孔上的安全阀的质量为 80 g。试通过计算并对照图像(图乙)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少 (通过计算回答,已知1标准大气压为1.0×105 Pa)
四、实验探究题
31.如图甲所示,底面积为S1=100cm2的容器内装有适量的某种液体,A为圆柱形木块,其底面积为S2=80cm2,C为压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下面与液面的距离,小明同学想利用此装置探究F与h的关系,它先把木块A放入液体中,当木块A静止时,测得木块A的下表面与液面的距离为h1,小明再用轻杆B向下压,逐渐改变h的大小,并记录下与之相对应的压力F的数值,依据数据得到了如图乙所示的F﹣h图象,此过程中液体始终没有溢出(不计传感器C和轻杆B的重力和体积g=10N/kg)
(1)除图甲所给实验器材外,还需要的测量工具是 (选填A.天平B.刻度尺C.量筒)
(2)观察图象,发现可知:①h1= cm,木块A的总高度是 cm.②在木块A没有浸没之前,当h增大时,压力传感器的示数 ,木块A所受浮力 ,在木块A浸没后至接触器底之前,压力传感器的示数 ,木块A所受浮力 (以上均选填“增大”“缩小”或“不变”).③木块A的重力是 N.
(3)利用此实验装置可测该液体的密度,其值为 kg/m3.
(4)木块A全部浸没液体后,与木块A放入液体前比较,液体对容器底部产生的压强增加了 Pa.
32.为了验证液体压强的特点,某实验小组设计了如图装置,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭.
(1)当橡皮膜两侧所受的压强不同时,橡皮膜的 发生改变.
(2)当容器左右两侧分别加入深度不同的水,且左侧水面较低,会看到橡皮膜向 (填“左”或“右”)侧凸出,说明液体压强与 有关.
(3)当容器左右两侧分别加入深度相同的水和盐水时,会看到橡皮膜向 (填“左”或“右”)侧凸出,说明液体压强与 有关.
33.科学源于生活又高于生活,生活中的许多现象往往隐含着科学道理。生活发现:①打足气的自行车车胎在阳光下曝晒容易爆破②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。提出问题:质量一定的气体,压强大小与哪些因素有关呢?
根据生活发现建立假设一:质量一定的气体,压强大小可能与温度有关。
假设二:质量一定的气体,压强大小可能与体积有关。
思维准备:①为探究假设一,研究对象应是一段被封闭的气体;
实验中被封闭气体的压强大小是用 来体现的。
实验步骤:
⑴取一根长度为1米一端封闭的细玻璃管,在室温20℃下用水银密封一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置。如图所示:
⑵将玻璃管的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到 为止。
⑶将玻璃管的空气柱浸入80℃的水中,重复实验。实验现象:得出结论: .
34.如图是探究“影响浮力大小的因素”实验.
(1)从图中可知,物体的重力为 N
(2)比较 ,可知“浮力的大小与排开液体的体积有关”;
(3)通过比较(2)(5),能否得出“浮力大小与液体密度有关” ,并说明理由 。
(4)为了使实验结论更为可信,将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验,其主要目的是_______ (填序号);
A.多次测量求平均值,以减小偶然误差
B.多次测量找规律,排除偶然性
C.探究浮力的大小与哪些因素有关
35.某学校科学社团布置学习小组制作密度计,制作步骤如下:
①取一根粗细均匀,横截面积为S的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。
②将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入的长度为h。则经过推导分析,ρ液= (ρ水、h、H表达)。
实验次数 1 2 3 4 5
液体密度ρ/gcm-2 0.8 0.9 1.0 1.1 1.25
浸入深度h/ (cm) 6.3 6.3 5 4.5 4
学习小组做了5次实验,数据如上表。根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再根据其余数据标出了0.8、0.9、1.1的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 (填“上”或“下”)方,相邻刻度间距 (填“均匀”或“不均匀”)。为检验刻度误差,学习小组取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量密度,但操作时却出现如图丙所示的情形,在不更换食油的情况下,你认为小明可以进行怎样的尝试: 。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析判断。
【解答】A.邀游的“天宫一号”,由于周围没有空气或液体,因此它不受浮力,故A符合题意;
B.航行的“辽宁号”,它受到的浮力与重力相互平衡,故B不合题意;
C.天空中的飞机,它的周围存在空气,肯定会受到浮力,故C不合题意;
D.上升的热气球,它的周围存在空气,肯定会受到浮力,故D不合题意。
故选A。
2.【答案】A
【解析】【分析】大气的垂直分层从下到上依次是对流层、平流层、中间层、暖层、外层
【解答】A、平流层天气现象少,适合高空飞行,A不合理,A符合题意;
B、蒙蒙细雨指的是当时的天气,B合理,B不符合题意;
C、飞机起飞利用的是压强与流体有关的原理,在流体中,流速大的地方压强小,机翼上方流速大压强小,所以产生向上的升力,C合理,C不符合题意;
D、海拔越高,压强越小。飞机上升过程中,短时间内飞机高度发生巨大的变化,外界压强随高度的增大而减小,人体内气压大于外部气压而压迫人耳鼓膜,故耳朵感到疼,D合理,D不符合题意。
故答案为:A
3.【答案】B
【解析】【分析】龙卷风是大气中最强烈的涡旋的现象,常发生于夏季的雷雨天气时,尤以下午至傍晚最为多见,影响范围虽小,但破坏力极大。
【解答】A.物体卷入空中的过程中,其质量没有发生改变,所以其重力是不会改变的;故A错误;
B.当气体高速旋转时,其受到的压强较小,在大气压的作用下产生一个向上的力,可以把物体卷入空中;故B正确;
C.物体受到的浮力,只与空气的密度和物体的体积有关,当空气高速旋转时空气的密度减小,则浮力减小;故C错误;
D.密度是物质的特性,不会发生改变;故D错误;
故答案为:B。
4.【答案】A
【解析】【分析】分析实验现象,运用控制变量法找出不变的物理量和可变的物理量,可知该实验要研究的问题。
【解答】由题图可知,两个压强计的金属盒在液体的同一深度并且方向也相同,但是U型管液面的高度差不同,表明液体的压强不同,是由于液体的密度不同造成的,所以该实验是用来研究液体内部的压强跟液体密度的关系,故A符合题意。
故答案为:A。
5.【答案】C
【解析】【分析】气压是作用在单位面积上的大气压力,即在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。
【解答】由图可知,形成了喷泉,说明容器A内的气压低于外界大气压,大气压把溶液压入容器内;即 ①错误; ②正确;
喷泉停止时,说明瓶内气压和水压之和,等于外界大气压;故 ③ 错误;
喷泉最后如能将水灌满A球,则说明开始时瓶内没有空气,即真空状态;故 ④ 正确;
故答案为:C。
6.【答案】B
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析即可。
【解答】三个球在液体中都是浸没,则它们排开液体的体积等于自身体积。因为三个球的体积相同,所以它们排开液体的体积都相等。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它们受到的浮力与液体密度成正比。因为ρ水=ρ水>ρ煤油,所以浮力F1=F2>F3。
故选B。
7.【答案】D
【解析】【分析】根据浮沉条件判断密度计受到浮力的大小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体密度大小。
【解答】密度计在不同液体中都处于漂浮状态。
根据二力平衡的条件可知,它受到的浮力等于重力。
因为密度计的重力保持不变,所以它受到的浮力相等,即F甲=F乙。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当浮力不变时,排开液体的体积与液体密度成反比。
因为排开液体的体积V甲>V乙,
所以液体的密度ρ甲<ρ乙。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
8.【答案】C
【解析】【分析】气球向下移动,在水的压强变大的情况下,气球体积会变小。这一点容易被忽略。
【解答】原来重物和气球悬浮在水中,F浮=G。把气球的位置向下移动一些,所处的深度增加,由液体压强p=知,气球受到水的压强增大,气球的体积变小。所以气球排开水的体积減小,由F浮=得,气球受到的浮力减小,使得F浮
9.【答案】A
【解析】【分析】先根据阿基米德原理和物体漂浮建立关系式,推导出V排与液体密度的关系,在此基础上在分析。
【解答】冰熔化成水其质量不变,冰漂浮 ,可得F浮=ρ液gV排=G冰=ρ冰gV冰,解得V排=ρ冰V冰/ρ液,由于ρA>ρ水,所以V排A
故答案为:A
10.【答案】D
【解析】【分析】地球的周围被厚厚的空气包围着,这些空气被称为大气层。空气可以像水那样自由的流动,同时它也受重力作用。因此空气的内部向各个方向都有压强,这个压强被称为大气压。1643年,意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。这4厘米的空间无空气进入,是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度。根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在标准状态下为1.01×105Pa。1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,这让人们对大气压有了深刻的认识。标准大气压不是固定不变的。既然是“标准”,在根据液体压强公式计算时就要注意各物理量取值的准确性。从有关资料上查得:0℃时水银的密度为13.595×103kg/m ,纬度45°的海平面上的g值为9.80672N/kg。于是可得760毫米高水银柱产生的压强为:
p水银=ρ水银gh=13.595×103kg/m ×9.80672N/kg×0.76m=1.01325×105Pa。
【解答】A. 此时大气压强等于750mm高水银柱所产生的压强,A错误;
B. 若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差不变,B错误;
C. 若把此装置从山脚带到山顶,则管内外水银面的高度差将略微减少,C错误;
D. 若换用水做实验,P=ρgh,水银的密度比水的密度大,在压强不变时,则大气压能支持水柱的高度比水银高 ,D正确;
故答案为:D.
11.【答案】C
【解析】【分析】①吸管吸饮料是利用了大气压;②可乐的密度和水的密度差不多;③大部分的金属材料都具有延展性;④要认得回收标志知道其意义.本题利用生活中的实例,考查了多方面的知识,要求学生对物理知识有一个全面的了解并能学以致用.让学生感悟到物理就在我们身边.
【解答】解:A、用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管,故A正确;
B、可乐的密度和水的密度差不多,根据m=ρV计算可得,355mL“可乐”质量约为355g是合理的,故B正确;
C、铝合金易于加工成不同的形状,说明该材料具有良好的延展性,故C错误;
D、罐上标有回收标志,说明该材料是可回收材料,提醒人们保护环境、节约资源,故D正确;
故选C.
12.【答案】D
【解析】【分析】(1)已知甲容器的底面积和水的高度,可根据V=Sh求水的体积,然后利用m=ρV计算水的质量;
(2)已知酒精的密度和深度利用压强公式p=ρ液gh计算酒精对容器底部的压强;
(3)利用公式m=ρv=ρsh计算出水和酒精未抽出之前的质量,再利用公式G=mg计算出其重力。
接下来根据p水>p酒精和公式列出一个不等式,最后求出抽出液体的质量范围。【解答】甲容器内水的体积为:V=Sh=200cm2×10cm=2000cm3=2×10-3m3,
那么甲容器内水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg,故A错误;
乙容器内酒精对容器底部的压强:p=ρ酒gh酒=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.2×103Pa,故B错误;
乙容器内酒精的质量为:m酒=ρ酒V酒=ρ酒S酒h酒=0.8×103kg/m3×0.015m2×0.15m=1.8kg;
因为p水>p酒精,
所以由公式可得:;
即:;
解得:△m>1.2kg;
因为水的质量为2kg,而酒精的质量为1.8kg,
所以抽出液体的质量范围:1.2kg<△m<1.8kg,故C错误,D正确。
故选D。
13.【答案】A
【解析】【分析】水向下流动过程中,体积不变,运动速度越来越大,长度越来越长,根据体积与长度、横截面积的关系分析解答。水下落过程中体积不变,流速变大,单位时间内的路程变大,水流被“拉长”,截面积减小,本题考查了生活中的现象,平时应注意多观察。
【解答】解:水向下流的过程中受重力作用,流速越来越大,水流被“拉长”,水的体积不变,长度变大,则横截面积减小,由图知A符合实际。
故答案为:A
14.【答案】D
【解析】【分析】(1)首先根据
计算出鞋模的体积,然后根据
计算脚的面积;
(2)人与地面的接触面积是一只脚的面积的2倍,已知压强和受力面积根据G=F=pS计算嫌疑人的重力;
(3)测试出的压强就是嫌疑人对地面的压强;
(4)分析一只脚的受力面积和压力的变化,然后判断压强的变化。
【解答】A.鞋模的体积:
;
一只脚的面积:
,故A正确不合题意;
B.犯罪嫌疑人的体重:G=F=pS= 1.5×104Pa ×(2.5×10-2m2×2)=750N,故B正确不合题意;
C.犯罪嫌疑人双脚站立时两只脚对地面的压强1.5×104Pa,故C正确不合题意;
D.嫌疑人一脚站立时,压力和受力面积都会变为原来的一半,但压强不变,故D错误符合题意。
故选D。
15.【答案】B
【解析】【分析】(1)首先根据F浮=ρ液gV排计算圆柱体受到的浮力,再根据F支=G-F浮计算下底面的支持力。
(2)首先根据F浮=ρ液gV排计算圆柱体受到的浮力,再根据F压=G-F浮计算下底面的支持力。
(3)首先根据F浮=ρ液gV排计算圆柱体受到的浮力,再根据G=mg=ρgV计算出它的重力,二者比较确定圆柱体的状态,再根据浮沉条件计算浮力;
(4)首先浮沉条件分析判断。
【解答】圆柱体的重力G=mg=ρgV=0.6×103kg/m3×10N/kg×(20×10)×10-6m3=1.2N;
当加水到2cm时,圆柱体受到的浮力:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×(20×2)×10-6m3=0.4N;
则水对圆柱体的支持力为:F支=G-F浮=1.2N-0.4N=0.8N,故A错误;
当加水到6cm时,圆柱体受到的浮力:F浮'=ρ液gV排'=1×103kg/m3×10N/kg×(20×6)×10-6m3=1.2N;
则水对圆柱体的支持力为:F压=G-F浮=1.2N-1.2N=0N,故B正确;
当加水到8cm时,此时圆柱体肯定漂浮,则它受到的浮力等于自身重力,即浮力为1.2N,故C错误;
因为圆柱体的密度小于水,所以它要么在容器底部沉底,要么在水面漂浮,因此无论加入多少水,圆柱体都不可能浸没在水中,故D错误。
故选B。
16.【答案】4000
【解析】【分析】吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,此时大气压力等于玻璃板的重力,大气压力就等于吸盘内外气压差与圆形吸盘面积的乘积。
【解答】吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,此时大气压力等于玻璃板的重力,
∴G=F=PS,
故答案为:4000
17.【答案】2390;2573
【解析】【分析】1.压力等于重力F压=G=mg。
2.功的计算公式:W=Fs。
【解答】1. 他对地面的压力:F压=G=mg=( 73kg+ 166kg)×10N/ kg= 2390N;
2. 对杠铃做功为W= Fs= 166kg×10N/ kg×(2m-0.45m)= 2573J
18.【答案】降温;增多
【解析】【分析】硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,结合图例分析解答即可。
【解答】观察图像可知,木块排开液体的体积变大,说明液体的密度变小,溶解的溶质减少;硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,可采取降温的方法。
降温后硝酸钾饱和溶液析出晶体,溶解的溶质减少,烧杯底部硝酸 钾晶体 增多 。
19.【答案】小;大于
【解析】【解答】如图,在相同时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小.上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大.所以伞下方的气压大于伞上表面的气压,所以伞会被向上吸起来.
故答案为:小;大于.
【分析】本题利用流体压强与流速的关系来【分析】伞上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,伞在压强差的作用下,受到升力作用被吸起来.
20.【答案】大于;等于
【解析】【分析】(1)将A和B看作一个整体,根据漂浮条件比较木块受到的浮力大小;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较二者排开液体体积大小,再根据p=ρ液gh分析容器底部受到水的压强大小。
【解答】(1)在甲中,A和B都处于漂浮状态,则木块受到的浮力F甲=GA+GB;
在乙中,A和B都仍然处于漂浮状态,则F乙+F浮金=GA+GB;
那么得到:F甲=F乙+F浮金;
那么F甲>F乙。
(2)二者受到的浮力相等,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,二者排开水的体积相等;
那么容器内水面高度相等,
根据p=ρ液gh可知,容器底部受到水的压强p甲=p乙。
21.【答案】6;4
【解析】【分析】(1)物体所受的浮力等于排开的水的重力;(2)铁块受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力,据此求绳子的拉力.本题考查了阿基米德原理、力的合成的灵活运用,知道“铁块受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力”是本题的关键.
【解答】解:(1)物体完全浸没,所受浮力等于排开的水所受的重力,为6N;(2)∵G=F浮+F拉,∴绳子的拉力:F拉=G-F浮=10N-6N=4N.
故答案为:6;4.
22.【答案】50;0.5牛;3.9牛;7.8×103
【解析】【分析】(1)两次量筒中水的体积差即为金属的体积,也是排开水的体积,则由阿基米德原理公式可以求出物体受到的浮力;(2)根据称重法求出小金属受到的重力,根据G=mg求出金属的质量,然后根据密度公式求出金属的密度。
【解答】物块的体积等于它排开水的体积:V=V排=V2-V1=170cm3-120cm3=50cm3=5×10-5m3;物体浸没在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3=0.5N;小金属受到的重力G=F浮+F′=0.5N+3.4N=3.9N;由G=mg得金属块的质量m===0.39kg;金属块的密度:ρ===7.8×103kg/m3。
故答案为:50;0.5N;3.9N;7.8×103。
23.【答案】(1)0
(2)2:3
【解析】【分析】(1)根据图乙分析解答;
(2)对A、C两个点时物体的状态进行分析,判断弹力的方向,并根据二力平衡的条件计算出弹簧的弹力大小,最后作比即可。
【解答】(1)根据图乙可知,B点时对应的横坐标为0,即此时弹簧测力计的示数为0N。
(2)根据图乙可知,A点时物体露出水面的体积为0,此时物体全部浸没在水中,
此时弹簧受到的弹力向下,为:F=F浮-G木=ρ水gV排-ρgV;
在C点弹簧的弹力与原来方向相反,且达到最大,
即此时弹簧的弹力向上,
此时物体完全露出水面,不受浮力,
那么弹力为:F'=G=ρgV;
点A和点C时的弹力之比为:
F:F'=(ρ水gV排-ρgV):-ρgV=(ρ水-ρ):-ρ=(1×103kg/m3-0.6×103kg/m3):0.6×103kg/m3=2:3。
即点A与点C的纵坐标a、c的绝对值之比为2:3。
24.【答案】(1)D
(2)C
【解析】【分析】(1)根据压强公式可知,密度均匀且粗细一致的柱体,对水平地面的压强只与物体密度和高度有关;首先根据比较两种物质密度的大小,然后再根据上面的公式分析判断即可;
(2)首先根据公式比较原来两个物体对地面的压强大小,然后再根据p=ρgh判断即可。
【解答】(1)根据图片可知,V甲
设截去的厚度为h,那么剩下部分对地面的压强:
p甲'=ρ甲g(h甲-h);
p乙'=ρ乙g(h乙-h);
因为:ρ甲>ρ乙,而h甲-h
即可能p甲'>p乙',p甲'=p乙',p甲'故选D。
(2)因为甲和乙的质量相等,根据公式F=G=mg可知,它们对地面的压力相等;
根据可知,因为S甲p乙;
如果沿竖直方向截去厚度相等的部分后,剩余的部分仍然为柱体,
根据公式p=ρgh可知,它们对水面地面 的压强与原来相等,即p甲>p乙。
故选C。
25.【答案】(1)不变;甲
(2)4.8
【解析】【分析】(1)①A点在瓶口处,通过弯管与大气相连。一旦药液减小时,瓶内压强减小,于是外面的空气就进入瓶内,从而是瓶内气压与药液压强之和始终保持一个标准大气压,于是药液能够匀速滴出。
②根据一定质量的气体,体积越大,压强越小分析;
(2)图示弹簧测力计,当指针指在B处时,弹簧测力计的示数为瓶和药液的总重,开始输液;当指针指在A处时,触点AB接触,电路为通路,电铃响说明药液用完,此时弹簧测力计示数为瓶的重力;AB之间的刻度值之差为药液的重力。利用密度公式和重力公式求出药液重力即可。
【解答】(1)①图1在输液过程中A点的压强始终保持与外界的大气压强相等,即保持不变;
②以乙内气体为研究对象,若乙中药液向下滴的液体为乙瓶内的药液,则乙内药液减少后气体体积要增大,则乙内气体压强减小,则甲内气压将把药液压入乙瓶内,如此重复,所以甲瓶内液体先被输完;
(2)药液的体积:V=500mL=500×10-6m3,
药液的质量:m=ρv=1.04×103kg/m3×500×10-6m3=0.52kg,
药液的重力:G=mg=0.52kg×10N/kg=5.2N。
当指针指在B处时,弹簧测力计的示数为瓶和药液的总重;当指针指在A处时,触点AB接触,电铃响说明药液用完,此时弹簧测力计示数为瓶的重力;
由此可知A之间的刻度值之差为药液的重力5.2N。
所以金属片在B处对应的弹簧测力计示数为10N-5.2N=4.8N。
26.【答案】(1)解:30min=0.5h,所以校车在送考过程中的平均速度v===36km/h;
答:校车在送考过程中的平均速度是36km/h.
(2)解:校车对水平路面的压力:F=G=mg=9000kg×10N/kg=90000N,
校车对水平路面的压强:p===4.5×105Pa;
答:校车对水平路面的压强是4.5×105Pa;
(3)解:校车发动机牵引力的功率:P=F牵v=5000N×12m/s=6.0×104W.
答:校车发动机牵引力的功率是6.0×104W.
【解析】【解答】(1)根据v=计算;
(2)校车对水平面上的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再根据压强公式求出对水平路面的压强;
(3)根据P=Fv求出校车发动机牵引力的功率.
【分析】本题考查了速度、压强、功率的计算,关键是公式和规律的灵活运用以及知道水平面上物体的压力和自身的重力相等.
27.【答案】(1)靠近
(2)b;混合物
(3)植物的蒸腾作用
【解析】【分析】(1)流速越大,流体压强越小;
(2)混合物指由一种以上的物质组成的混合物体;
(3)植物的蒸腾作用带走植物大部分的水,并吸收热量蒸发水分。
【解答】(1)流速越大,流体压强越小,故中间的压强减小,房屋会靠近大船;
(2) 进水口应在图中的 b处,这样可以避免固体沉积在活性炭层,得到的水为混合物;
(3)植物的蒸腾作用可以带走热量,达到降温的效果。
28.【答案】(1)乙;气压大,沸点高,在较高的温度下牛肉易熟
(2)限压阀的自重对排气孔产生的压强;
则锅内的最大气压:p内=p大气+p自重=100kPa+100kPa=200kPa;
根据图像可知,此时锅内的最高温度为120℃。
【解析】【分析】(1)液体的沸点随气压的增大而升高;水的沸点越高,食物越容易煮熟;
(2)首先根据计算出限压阀的自重对排气孔产生的压强,再根据p内=p大气+p自重计算出压力锅内的最大气压,最后根据图像确定锅内的最高温度。
【解答】(1)烹饪牛肉等难熟食品,宜采用乙的方式,因为:气压大,沸点高,在较高的温度下牛肉易熟。
29.【答案】(1)m总=m机+ m水=41.5t+12t=53.5t=5.35×104kg
F浮=G总=m总g=5.35×104kg×10N/kg=5.35x105N
(2)m总’=m机+m水’=41.5t+0.8t=42.3t=4.23×104kg
F=0.6G总’=0.6m总’g=0.6×4.23×104kg×10N/kg=2.538×105N
P=Fv=2.538×105N×10m/s=2.538×106W
【解析】【分析】(1)当飞机漂浮在水面上时,它受到的浮力等于重力;首先根据
m总=m机+ m水 计算出总质量,然后根据
F浮=G总=m总g 计算浮力;
(2)首先根据 m总’=m机+m水’计算出飞机和水的总重力,然后根据F=0.6G总’计算出发动机的牵引力,最后根据P=Fv 计算发动机的功率。
30.【答案】(1)解:沸点与气压的关系,当气压增大时,液体的沸点会升高。
(2)高压锅一旦安全阀失效,锅内气压过大,锅内温度也随之升高,当温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就会熔化,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减小,从而防止爆炸事故发生
(3)解:安全阀的重力:G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N,气孔的面积:S出气=1.256×10-5m2
安全阀对气孔处气体产生的压强: p =
.由题意知:锅内气压等于 1 标准大气压与安全阀对气体压强之和,则锅内气压是1.0×105Pa+6.4×104Pa=1.64×105Pa,对照图像可知,当气压为 1.64×105Pa 时,所对
应的温度约为 115℃
【解析】【分析】(1)根据液体沸点随上方气压的变化规律解答;
(2)一般情况下,高压锅通过排气孔降低锅内的压力,一旦排气孔不能正常排气,则锅内的温度会不断升高,气压不断增大。当温度达到易熔片的熔点时,易熔片熔化后可以排气,从而保证使用安全,据此分析解答。
(3)首先根据F=G=mg计算出限压阀自重对排气孔产生的压力,再根据计算出限压阀对排气孔产生的压强,最后根据p内=p大气+p计算出锅内的压强,最后再根据乙图确定锅内的最高温度。
31.【答案】(1)刻度尺
(2)4;10;增大;增大;不变;不变;4
(3)1.25×103
(4)1000
【解析】【解答】(1)由乙图是F与h的关系图象,F由压力传感器测量,h的测量需要有刻度尺;
(2)①木块A放入液体中,当木块A静止时,A受到的重力与浮力是一对平衡力,此时压力F=0,由图象可知,h1=4cm;
当S受压力逐渐浸入液体中时,A的重力、压力F、浮力三个力平衡,可知F=F浮﹣GA,根据F浮=ρ液gV排可知,当A浸没时浮力不再增加,所以此时F保持不变,由图象可知当h=10cm后,F′=6N不变,所以A的总高度hA=10cm;
②由①分析可知,随着h的增大,A浸入液体的体积增大,所以A受到的浮力增大,根据F=F浮﹣GA,压力传感器示数增大;
A浸没后至接触器底之前,浮力不变,压力传感器的示数保持不变;
③由F=0时,A处于漂浮状态,F浮=GA,
即:ρ液gS2h1=GA…(a)
当A浸没时F浮′=GA+F′,
即:ρ液gS2hA=GA+F′…(b)
(a)÷(b)得:=,
代入数据:=,解得:GA=4N;
(3)A漂浮时F浮=GA,
ρ液gS2h1=GA,
ρ液×10N/kg×80×10﹣4m2×0.04m=4N,
ρ液=1.25×103kg/m3;
(4)根据力的相互性,A全部浸没液体后,与木块A放入液体前比较,容器底部增大的压力与A浸没时的浮力相等,即△F=F′=GA+F′,
根据p=,液体对容器底部增大压强:
△p====1000Pa.
故答案为:(1)刻度尺;(2)①4;10;②增大;增大;不变;不变;③4;(3)1.25×103;(4)1000.
【分析】(1)由图象需要测量木块A的下面与液面的距离h,由此可知需要的测量工具;
(2)当木块A静止时,测得木块A的下表面与液面的距离为h1,此时F=0,从图象中可读取h1大小;当A被压入液体中浸没时,F不再增大,由此从图象中读出A的高度;
由F=0时,A处于漂浮状态,F浮=GA,当A浸没时F浮′=GA+F′由题联立方程求出A的重力;
(3)已知A的重力,根据A漂浮时F浮=GA,求出液体密度;
(4)A全部浸没液体后,与木块A放入液体前比较,容器底部增大的压力与A浸没时的浮力相等,由p=计算液体对容器底部增大压强.
32.【答案】(1)形状
(2)左;液体深度
(3)左;液体密度
【解析】【解答】(1)橡皮膜容易发生形变,两侧受到压强不同时,会向压强小的一侧凸起,通过橡皮膜的形变来判断容器两侧压强的大小.
(2)隔板两侧水的密度相同,深度不同,右侧中水深度大,橡皮膜向左凹,说明右侧水压强大,说明:同种液体中,液体压强与液体深度有关;
(3)在容器左右两部分分别装入深度相同的水和盐水,水密度小,这一侧压强小,所以橡皮膜会向左侧的凹,说明液体压强与液体密度有关.
故答案为:(1)形状;(2)左;液体深度;(3)左;液体密度.
【分析】(1)要探究“液体压强跟深度的关系”,则应使液体密度相同,液体深度不同;
(2)要探究“液体压强跟液体密度的关系”,则应使液体深度相同,液体密度不同.
(3)液体的压强与液体的密度和深度有关,在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,观察橡皮膜的变形情况,判断两种液体密度的大小关系.
33.【答案】水银柱高度;水银柱下表面回到标记处;当气体的质量和体积一定时,温度越高气体压强越大
【解析】【分析】假设二:当水银柱在玻璃管中保持静止状态时,它受到封闭气体的压强和自身重力产生的压强相等;因为水银柱的压强和它的高度有关,所以利用水银柱的高度变化就可以判断封闭气体的压强变化;
实验步骤:(2)探究压强大小与温度的关系时,要改变温度而保持体积相同;
(3)当封闭气体的质量和体积一定时,温度越高,水银柱的高度越大,据此分析实验结论。
【解答】假设二:实验中被封闭气体的压强大小是用水银柱的高度来体现的。
实验步骤:(2)将玻璃管的空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银,直到水银柱下表面回到标记处为止。
(3)将玻璃管的空气柱浸入80℃的水中,重复实验。实验现象:得出结论:当气体的质量和体积一定时,温度越高气体压强越大。
34.【答案】(1)4
(2)②③
(3)不能;没有控制物体排开的液体体积相同
(4)B
【解析】【分析】(1)当物体在弹簧测力计下保持静止状态,它受到的重力和测力计的拉力相互平衡,根据①图确定物体的重力;
(2)探究浮力大小与排开液体体积的关系,必须控制液体密度相同,而改变物体排开液体的体积;
(3)探究浮力大小与液体密度的关系时,必须控制排开液体的体积相同而改变液体的密度;
(4)在物理学中,换用不同的实验器材,反复做同一实验,收集更多的实验数据,有利于得到客观准确的物理结论。
【解答】(1)根据图①可知,物体A的重力为4N;
(2)探究浮力大小与排开液体体积的关系,必须控制液体密度相同,而改变物体排开液体的体积,故选②和③;
(3)通过比较(2)(5),不能得出“浮力大小与液体密度有关”,理由是:没有控制物体排开的液体体积相同;
(4)为了使实验结论更为可信,将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验,其主要目的是:多次测量找规律,排除偶然性,故选B。
35.【答案】;下;不均匀;再向容器中加油或者将容器换成直径细些的
【解析】【分析】(1)从图(a)和图(b)中可以看出,吸管在水和另一种液体中,浸入的深度不同,但都漂浮,所以浮力相等,都等于自身的重力。根据浮沉条件,结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排列出方程,从而得出h与ρ水、ρ液,及H的关系式。
(2)根据(1)得出的关系式,分析密度计浸入液体的深度与液体密度变化之间的数量关系,从而得到密度计上刻度的分布特点。
(3)根据丙图可知,密度计的下端触底,说明此时密度计受到的浮力小于重力。如果要使密度计漂浮起来,就要想办法增大它受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸分析解答即可。【解答】(1)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,
则:F浮水=G,F浮液=G,
所以F浮水=F浮液,
设吸管的底面积为S,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,
ρ水gV排水=ρ液gV排液;
即ρ水gSH=ρ液gSh,
ρ水H=ρ液h,
解得:;
(2)根据可得:,
即密度计进入液体的深度与液体的密度变化成反比,
将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;
即1.1刻线是在1.0刻线的下方,且相邻刻度间距不均匀。
(3)根据丙图可知,密度计的下端触底,说明此时密度计受到的浮力小于重力。如果要使密度计漂浮起来,就要想办法增大它受到的浮力。
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸可知,此时可以增大密度计浸入的深度h,即再向容器中加油。根据V=Sh可知,当液体的体积相同时,底面积越小深度越大,即此时可以将容器换成直径更细一些的。
